形状转变可重复使用的元件的构型制造技术

本发明专利技术提供一种系统，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，以及运动模块，所述元件是三维的且每个元件包括：在所述元件内的一个中心点；被耦合到所述中心点的至少一个面且所述面包括：运动导引模块，在所述面的至少一部分之上限定一个轨迹；运动限制模块，适于当与所述运动模块交互时限制所述中心点相对于其他元件中的一个元件的所述中心点向选自所述轨迹和所述其他元件的所述轨迹中的至少一个轨迹的移位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状转变可重复使用的元件的构型
本专利技术涉及元件的系统，以及可以是元件的系统中的一部分的元件。
技术介绍
自从人类历史以来，人们一直在制作各种各样的构造物。为了使构造更容易，一个构造物被分成多个元件。这些元件被标准化以使生产更容易。对于例如建筑物而言，这种标准化的实例是用于建造房屋的砖、梁和屋顶瓦片，以及最近的混凝土部分(像楼层嵌板)、窗户，而且还有建筑物的门和其他部分。这种标准化部分的构思还被用于其他类型的构造物，像汽车、计算机以及实际上所有工业生产的构造物。这些元件中的大多数元件具有的问题是，它们需要处理。此外，所述元件被用于特定构造物或特定用途(像玩具)。此外，通常已知的元件都是不可重复使用的。在YousukeSuzuki、NorioInou、HitishiKimura、MichihikoKoseki的“Reconfigurablegrouprobotsadaptivelytransformingamechanicalstructure”(Proc.Ofthe2006IEEE/RSJ,Oct.9-15,2006,Beijing,China)中描述了“群机器人适应性地构造一个机械结构”。“通过采用滑动机制，机器人的特征是高刚性的。[.]讨论了爬行运动的算法和考虑到机器人的机械约束的适应性构造。所提议的算法是基于机器人的局域通信。[.]通过结构的形式自主地规定一个临时领导的方案。该方案减少了机器人之间的通信中的信息的量”。所提出的运动模块仅允许所提出的机器人的有限的移动性。在AutonRobot(200621:165-183)，EsbenHallundbeakOestergaard、KristiaanKassow、RichardBek、HenrikHautopLund的“DesignoftheATRONlattice-basedself-reconfigurablerobot”中,讨论了可自构型的机器人，并且给出了许多种类型的可自构型的机器人的综述。该文献表明许多构型都是可能的。Kasper的“EmergentcontrolofSelf-ReconfigurableRobots”(ThesisoftheMaerskMc-KinneyMollerInstituteforProductionTechnology,UniversityofSouthernDenmark，January6,2004)提供了模块化机器人的综述。据作者所言，他的论文涉及一种可自重构的机器人，其是一种由被连接以形成该机器人的可能许多模块建造成的机器人。每个模块具有传感器、致动器、处理电源以及与连接的模块通信的装置。该机器人通过改变这些模块连接的方式而自主地改变形状。该论文还描述了所谓的基于角色的控制，这是一种用于在链式可自重构的机器人中实施运动步态的方法和一种控制自重构过程的方法。该方法由两个组成部分组成。第一个组成部分采取期望形状的CAD模型并且生成单元化自动机规则，该单元化自动机规则在自重构问题中考虑全局方面。第二个组成部分采取这些规则并且将它们与人工化学梯度变化结合以形成控制系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种允许灵活使用的元件。尤其，本专利技术力图提供一种允许做出由类似的元件组成的构造的元件。本专利技术提供一种系统，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，以及一个运动模块，所述元件是三维的且每个元件包括：在所述元件内的一个中心点；被耦合到所述中心点的至少一个面且所述面包括：运动导引模块，在所述面的至少一部分之上限定一个轨迹；以及运动限制模块，适于当与所述运动模块交互时限制所述中心点相对于其他元件中的一个元件的所述中心点向选自所述轨迹和所述其他元件的所述轨迹中的至少一个轨迹的移位。所述运动模块适于被耦合到所述元件中的一个元件的一个面，且适于当与所述其他元件中的一个元件的运动导引模块交互时使所述元件中的所述一个元件的所述中心点相对于所述其他元件中的所述一个元件的所述中心点移位，所述运动导引模块、所述运动模块和所述运动限制模块限定不同的模块类型。为了使所述第一元件的所述中心点远离所述第二元件的所述中心点且朝向所述第三元件的所述中心点移位，所述第一元件的所述至少一个面中的第一面面对所述第二元件的所述至少一个面中的第二面和所述第三元件的所述至少一个面中的第三面中的至少一个，由此提供面对的面。为了所述移位，当移位时，所述运动模块与至少一个运动导引模块交互，且与至少一个运动限制模块交互，其中所述面对的面提供所述运动模块、所述运动导引模块及所述运动限制模块的彼此交互；当移位时，所述第一面的至少一个模块与所述面对的面中的至少一个其他面的至少一个不同模块类型的至少一个模块交互，以及所述第一面的所述至少一个模块与所述第二面的不同模块类型的至少一个模块和所述第三面的不同模块类型的至少一个模块交互。本专利技术提供一种允许灵活使用的元件的系统。所述元件可以被用于手动地建造一个构造物。使这样的构造物一致且连贯可以是容易的。如下文将变得清楚，元件可以包括进一步的特征，这些进一步的特征可以允许元件在控制条件下移位或甚至自动地移位。已发现，这样的具有所述元件的系统和/或所述元件允许灵活地构造物体。甚至有可能在当前定义内设计所述元件以将所述元件集合成一个物体并且自主地改变一个物体的形状。在一个实施方案中，一个元件包括：保持装置，适于与一个类似的元件的在功能上对准的保持装置交互，且包括一个保持状态和一个释放状态，所述保持装置在所述保持状态中与所述类似的元件的所述对准的保持装置接合以用于将所述元件相对于所述类似的元件保持就位，且在所述释放状态中与所述对准的保持装置脱离接合；以及感测装置，用于提供抓取检测，所述抓取检测包括对选自以下之一的检测：导致紧握所述元件的动作、紧握在所述元件上、释放紧握所述元件的动作以及它们的组合，其中所述感测装置在功能上被耦合到所述保持装置，用于在所述抓取检测时在所述保持状态和所述释放状态之间致动所述在功能上对准的保持装置中的至少一个。在一个实施方案中，至少两个元件包括这些装置，在一个具体的实施方案中，该系统的所有元件都包括这些装置。在一个实施方案中，当所述抓取检测包括导致紧握所述元件的动作和释放紧握所述元件的动作中的一个时，在所述保持状态和所述释放状态之间致动所述保持装置。在一个实施方案中，所述感测装置还适于确定到一个类似的元件的距离。此距离可以是最短的距离。例如，此距离还可以是沿着一个预定义的轨迹确定的。换言之，当沿着一个轨迹移动时，确定那个其他元件被移除多远。尤其是，当感测到一个相邻的元件的距离时，它允许保持装置的改进的致动。它还允许例如与一个运动模块在功能上耦合(下文讨论的)，例如用于控制速度，像接近速度。所述感测装置还可以测量元件相对于一个或多个其他元件的定向。此外或附加地，所述感测装置可以确定保持装置与一个或多个其他元件的保持装置的对准。在一个实施方案中，所述感测装置包括时间相关的用于提供抓取检测的传感器。所述传感器的时间相关允许改进的抓取检测。例如，它允许感测在抓取过程中是否涉及两个面。在一个实施方案中，所述感测装置包括：第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器在功能上彼此耦合以用于提供所述抓取检测。在一个实施方案中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，以及运动模块，所述元件是三维的且每个元件包括：‑在所述元件内的一个中心点；‑至少一个面，被耦合到所述中心点且所述面包括：‑运动导引模块，该运动导引模块在所述面的至少一部分上限定一个轨迹；‑运动限制模块，适于当与所述运动模块交互时，限制所述中心点相对于其他元件中的一个元件的所述中心点向选自所述轨迹和所述其他元件的所述轨迹中的至少一个轨迹的移位；其中所述运动模块适于被耦合到所述元件中的一个元件的一个面，且适于当与所述其他元件中的一个元件的运动导引模块交互时使所述元件中的所述一个元件的所述中心点相对于所述其他元件中的所述一个元件的所述中心点移位，所述运动导引模块、所述运动模块和所述运动限制模块限定不同的模块类型，其中为了使所述第一元件的所述中心点远离所述第二元件的所述中心点且朝向所述第三元件的所述中心点移位，所述第一元件的所述至少一个面中的第一面面对所述第二元件的所述至少一个面中的第二面和所述第三元件的所述至少一个面中的第三面中的至少一个，从而提供面对的面，以及其中为了所述移位：‑当移位时，所述运动模块与至少一个运动导引模块交互，且与至少一个运动限制模块交互，其中所述面对的面提供所述交互的模块；‑当移位时，所述第一面的至少一个模块与所述面对的面中的至少一个其他面的至少一个不同模块类型的至少一个模块交互，以及‑所述第一面的所述至少一个模块与所述第二面的不同模块类型的至少一个模块和所述第三面的不同模块类型的至少一个模块交互。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/843,340;2013.10.11 US 14/052,435;1.一种系统，包括至少第一元件、第二元件和第三元件，以及运动模块，所述元件是三维的且每个元件包括：-在所述元件内的一个中心点；-至少一个面，被耦合到所述中心点且所述面包括：-运动导引模块，该运动导引模块在所述面的至少一部分上限定一个轨迹；-运动限制模块，适于当与所述运动模块交互时，限制所述中心点相对于其他元件中的一个元件的所述中心点向选自所述轨迹和所述其他元件的所述轨迹中的至少一个轨迹的移位；其中所述运动模块适于被耦合到所述元件中的一个元件的一个面，且适于当与所述其他元件中的一个元件的运动导引模块交互时使所述元件中的所述一个元件的所述中心点相对于所述其他元件中的所述一个元件的所述中心点移位，所述运动导引模块、所述运动模块和所述运动限制模块限定不同的模块类型，其中为了使所述第一元件的所述中心点远离所述第二元件的所述中心点且朝向所述第三元件的所述中心点移位，所述第一元件的所述至少一个面中的第一面面对所述第二元件的所述至少一个面中的第二面和所述第三元件的所述至少一个面中的第三面中的至少一个，从而提供面对的面，其中所述运动模块适于从所述元件中的所述一个元件的所述面解耦且当从所述面解耦时所述运动模块从一个面移动到另一个面，以及其中为了所述移位：-当移位时，所述运动模块与至少一个运动导引模块交互，且与至少一个运动限制模块交互，其中所述面对的面提供所述运动模块、所述运动导引模块及所述运动限制模块的彼此交互；-当移位时，所述第一面的至少一个模块与所述面对的面中的至少一个其他面的至少一个不同模块类型的至少一个模块交互，以及-所述第一面的所述至少一个模块与所述第二面的不同模块类型的至少一个模块和所述第三面的不同模块类型的至少一个模块交互。2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述运动模块从所述面解耦时，所述运动模块可移位到一个相邻的元件。3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述一个元件包括至少两个面，且当所述运动模块从一个面解耦时，所述运动模块从所述一个元件的所述一个面可移位到所述一个元件的下一个面。4.根据权利要求3所述的系统，其中当所述运动模块从一个面解耦时，所述运动模块在所述元件内部从所述一个元件的所述一个面可移位到所述一个元件的另一个面。5.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述运动模块包括一个可释放的附接部分，该可释放的附接部分适于附接到所述元件中的一个元件，且当被释放时允许该运动模块相对于所述元件中的所述一个元件移位，以及其中为了所述移位，所述可释放的附接部分通过所述面对的面附接到所述元件中的一个元件且所述运动模块接合其他元件中的一个元件。6.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述元件中的至少两个还包括：-保持装置，适于与一个类似的元件的在功能上对准的保持装置交互，且包括一个保持状态和一个释放状态，所述保持装置在所述保持状态中与所述类似的元件的所述对准的保持装置接合以用于将所述元件相对于所述类似的元件保持就位，并且所述保持装置在所述释放状态中与所述对准的保持装置脱离接合，以及-感测装置，用于提供抓取检测，所述抓取检测包括对选自以下之一的检测：导致紧握所述元件的动作、紧握在所述元件上、释放紧握所述元件的动作以及它们的组合，其中所述感测装置在功能上耦合到所述保持装置，以在所述抓取检测时在所述保持状态和所述释放状态之间致动所述在功能上对准的保持装置中的至少一个。7.根据权利要求6所述的系统，所述感测装置包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器在功能上彼此耦合以提供所述抓取检测。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测装置还适于确定到一个类似的元件的距离，或相对于一个类似的元件的定向。9.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测装置包括时间相关的用于提供抓取检测的传感器。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测装置包括具有空间分辨率的光学传感器。11.根据权利要求6所述的系统，其中所述保持装置包括至少一个保持模块，所述至少一个保持模块包括两个部分，所述两个部分适于向彼此施加力以将面保持就位，且其中所述两个部分被设置到包括所述保持模块的面，允许设置有所述保持模块的每个面相对于设置有所述保持模块的一个面对的面保持就位，其中一个面的一个保持模块部分与一个面对的面的另一个保持部分交互。12.根据权利要求6所述的系统，所述至少两个元件包括：-至少三个面，被耦合到所述中心点；-所述保持装置，被耦合到所述至少三个面中的第一面，适于与一个类似的元件的一个面对的面的所述在功能上对准的保持装置交互，用于在所述保持状态中协作来相对于所述面对的面保持所述第一面就位，且在所述释放状态中不保持所述第一面就位；-所述感测装置，包括第一传感器和第二传感器，其中-所述第一传感器被耦合到所述至少三个面中的第二面；-所述第二传感器被耦合到所述至少三个面中的第三面；其中所述至少两个传感器在功能上与所述第一面的所述保持装置耦合以用于在所述抓取检测时在所述保持状态和所述释放状态之间致动所述面对的面的所述保持装置。13.根据权利要求1或2所述的系统，其中为了所述移位所述第一面改变其交互模块。14.根据权利要求1或2所述的系统，其中当移位时，所述运动模块被耦合到所述第一面。15.根据权利要求1或2所述的系统，其中当移位时所述第二面的至少一个模块和所述第三面的至少一个模块与所述第一面的一个不同模块交互。16.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述第二面的所述模块和所述第三面的所述模块一个接一个地与所述第一面的一个不同模块交互以用于所述移位。17.根据权利要求1或2所述的系统，其中当移位时所述第一面的所述模块、所述第二面的所述模块和所述第三面的所述模块交替地交互。18.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述运动模块适于改变所述一个元件和一个其他元件相对于彼此的定向，所述一个元件耦合到所述运动模块，所述一个其他元件具有与所述运动模块交互的模块。19.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述运动模块、所述运动限制模块和所述运动导引模块包括一个保持状态，在该保持状态中，至少部分重叠的面对的面被保持在它们的互相位置中。20.根据权利要求1或2所述的系统，其中每个元件包括保持模块，所述保持模块被耦合到一个面以用于与一个面对的面的保持模块交互，以用于保持所述面相对于所述面对的面就位。21.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述运动模块被连接到所述面。22....

【专利技术属性】
技术研发人员：A·Q·B·布兰德维克，
申请(专利权)人：RND拜阿斯有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL